基于主成分分析的土壤肥力综合指数评价 被引量：147

1

作者 吴玉红 田霄鸿 +3 位作者 同延安 南雄雄 周密 侯永辉 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期173-180,共8页

以杨凌为研究区域,选择田块尺度为评价单元,采集27个田块土壤,利用模糊数学中综合指数评价模型进行土壤肥力质量评价。经取样数合理性统计分析,27个样点估计研究区域土壤肥力评价能够满足90%置信水平条件下15%和20%的相对误差取样数的... 以杨凌为研究区域,选择田块尺度为评价单元,采集27个田块土壤,利用模糊数学中综合指数评价模型进行土壤肥力质量评价。经取样数合理性统计分析,27个样点估计研究区域土壤肥力评价能够满足90%置信水平条件下15%和20%的相对误差取样数的精度需求。运用主成分分析,通过计算变量的Norm值筛选速效钾、碳酸钙、全磷、全氮、土壤有机质、CEC、速效磷、全钾进入土壤肥力评价的最小数据库集（MDS）,利用非线性隶属度函数实现评价指标量纲归一化且评价单项肥力指标,利用雷达图直观地反映单因素肥力指标在土壤中的状态以及土壤肥力的整体状况,结果表明,全磷和碳酸钙是影响研究区土壤肥力的限制性因子。研究区域在田块评价尺度上的土壤肥力综合指数范围为0.7-0.8。 展开更多

关键词 主成分分析 最小数据库 隶属度函数 土壤肥力综合指数

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基于最小数据集的塔里木河上游绿洲土壤质量评价 被引量：56

2

作者 贡璐 张雪妮 冉启洋 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期682-689,共8页

以塔里木河上游绿洲阿拉尔垦区为靶区,综合考虑表征土壤物理、化学和生物学性质的14个土壤指标,利用数理统计方法确定最小数据集并评价土壤质量,同时与不含土壤酶指标的土壤质量评价结果进行对比分析。结果表明:(1)研究区土壤质量评价... 以塔里木河上游绿洲阿拉尔垦区为靶区,综合考虑表征土壤物理、化学和生物学性质的14个土壤指标,利用数理统计方法确定最小数据集并评价土壤质量,同时与不含土壤酶指标的土壤质量评价结果进行对比分析。结果表明:(1)研究区土壤质量评价适用的最小数据集(MDS)包括:土壤水分、全盐、全氮和过氧化氢酶活性;(2)研究区棉田、新开垦农田、果园和林地等大部分耕地土壤质量属于中等及以上水平(SQI≧0.5的占78.12%),大部分分布于河岸及绿洲区域;(3)不包含土壤酶活性指标的土壤质量评价使土壤全盐含量的权重降低,且导致土壤质量评价结果偏低。 展开更多

关键词 土壤质量评价 土壤酶活性 最小数据集 绿洲 塔里木河上游

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基于最小数据集和模糊数学法的水旱轮作区土壤肥力质量评价 被引量：42

3

作者 刘金山 胡承孝 +2 位作者 孙学成 邱炜红 谭启玲 《土壤通报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1145-1150,共6页

基于湖北省水旱轮作区133个土壤样点数据,利用主成分分析及参选指标相关关系法确定了该区域土壤肥力质量评价的最小数据集,分别为土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效硼、有效钼、有效锌。利用模糊数学隶属度函数法对该区域土壤... 基于湖北省水旱轮作区133个土壤样点数据,利用主成分分析及参选指标相关关系法确定了该区域土壤肥力质量评价的最小数据集,分别为土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效硼、有效钼、有效锌。利用模糊数学隶属度函数法对该区域土壤肥力质量进行了评价,结果表明:湖北省水旱轮作区的赤壁、洪湖、荆州、麻城和沙洋5个市(区、县)的土壤肥力质量以中等(III)为主,差(Ⅳ)等级次之,其中赤壁市和沙洋县土壤肥力质量以良(II)等级的比例(12.5%和9.5%)大于其他县市,5个县市土壤肥力质量均无优(I)和很差(V)2个等级。 展开更多

关键词 土壤质量评价 土壤肥力 最小数据集 模糊统计 水旱轮作

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带状采伐毛竹林土壤质量评价 被引量：30

4

作者 曾宪礼 苏文会 +2 位作者 范少辉 景雄 储昊煜 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3015-3023,共9页

森林土壤质量对维持森林长期生产力具有重要作用。本研究以带状采伐毛竹纯林(3、6、9和12 m采伐带,代码分别为D1、D2、D3、D4)为对象,以传统择伐毛竹林为对照(CK),选取7种土壤物理指标、12种土壤化学指标和5种土壤酶活指标作为土壤质量... 森林土壤质量对维持森林长期生产力具有重要作用。本研究以带状采伐毛竹纯林(3、6、9和12 m采伐带,代码分别为D1、D2、D3、D4)为对象,以传统择伐毛竹林为对照(CK),选取7种土壤物理指标、12种土壤化学指标和5种土壤酶活指标作为土壤质量评价因子,比较不同处理土壤因子间的差异,并利用主成分分析方法构建土壤质量评价最小数据集。结果表明:带状采伐处理0~10 cm土层土壤容重显著低于对照,10~20 cm土层最小持水量、毛管持水量和毛管孔隙度显著高于CK;带状采伐处理0~40 cm土层土壤有机质、氮和磷含量等均高于CK;土壤蛋白酶活性以D3和D4较高,土壤蔗糖酶活性D2最高;通过主成分分析与矢量常模Norm值结合,筛选出土壤有机质含量、容重、酸性磷酸酶活性、C∶N、C∶P和非毛管孔隙度等6个土壤指标,构建最小数据集;不同强度带状采伐毛竹林土壤质量综合评价指数排序结果为D4>D2>D3>D1>CK。带状采伐短期内促进了毛竹林土壤养分的提高,且较大采伐带宽度促进作用更大,但带状采伐对毛竹林土壤的影响是一个长期过程,需要长期对土壤指标进行监测和评价,从而为合理选择毛竹林带状采伐方式提供理论基础。 展开更多

关键词 带状采伐 土壤质量评价 最小数据集 主成分分析 毛竹

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机械化保护性耕作条件下土壤质量的数值化评价 被引量：19

5

作者 吴玉红 田霄鸿 +4 位作者 池文博 南雄雄 闫小丽 朱瑞祥 同延安 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1468-1476,共9页

通过9年的长期田间定位试验研究了陕西关中平原中部冬小麦-夏玉米轮作条件下深松耕(ST)、旋耕(RT)、秸秆还田(SR)、免耕(NTS)等保护性耕作措施及传统耕作(TT)对土壤理化性状和作物产量的影响,并采用主成分分析方法进行土壤质量的综合评... 通过9年的长期田间定位试验研究了陕西关中平原中部冬小麦-夏玉米轮作条件下深松耕(ST)、旋耕(RT)、秸秆还田(SR)、免耕(NTS)等保护性耕作措施及传统耕作(TT)对土壤理化性状和作物产量的影响,并采用主成分分析方法进行土壤质量的综合评价.结果表明:与传统耕作相比,保护性耕作模式提高了土壤肥力质量,改善了土壤物理环境条件;显著提高了土壤脲酶和碱性磷酸酶的活性;除秸秆覆盖免耕处理的玉米和小麦产量低于传统耕作外,其他保护性耕作措施均不同程度地提高了作物产量,其中小麦增产13%～28%,玉米增产3%～12%.与传统耕作相比,保护性耕作土壤质量指数提高了19.8%～44.0%.综合考虑经济效应和生态效益,隔年深松、秸秆粉碎联合旋耕作业以及秸秆覆盖联合深松作业不仅能增加作物产量还可改善土壤质量,可在研究区进行推广应用. 展开更多

关键词 保护性耕作 主成分分析 最小数据库集 隶属度函数 土壤质量指数

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基于因子分析和最小数据集的土壤养分评价——以房山平原区为例 被引量：16

6

作者 姜龙群 侯贵廷 +2 位作者 黄淇 方同明 刘振华 《土壤通报》 CAS 北大核心 2018年第5期1034-1040,共7页

采用因子分析与最小数据集相结合的方法,以北京市房山平原区农业地质调查的2435个土壤样品数据为研究对象,采用因子分析结合专家打分法确定权重系数,计算土壤养分综合指数(介于17.06~100),从分布结果可以看出,土壤综合养分较好的地区主... 采用因子分析与最小数据集相结合的方法,以北京市房山平原区农业地质调查的2435个土壤样品数据为研究对象,采用因子分析结合专家打分法确定权重系数,计算土壤养分综合指数(介于17.06~100),从分布结果可以看出,土壤综合养分较好的地区主要位于石楼-韩村河-琉璃河-窦店区域内,较差的地区主要位于永定河流域,土壤综合养分中间值则位于广大平原区与山前地带,通过与层次分析等其它评价方法对比,认为因子分析结合专家打分权重法结论一致性较高,方法可行性强,同时该方法能够最大限度降低主观因素影响,可用极少的指标评价土壤整体养分状况,提升农用地分等评价效率和数据质量,可作为同类工作提供方法参考。 展开更多

关键词 土壤质量评价 土壤养分 因子分析 最小数据集(mds) 房山

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岩溶区坡耕地土壤肥力综合评价——以重庆中梁山坡耕地样区为例 被引量：9

7

作者 伍宇春 傅瓦利 +2 位作者 程辉 陈高起 文志林 《中国岩溶》 CAS CSCD 2014年第2期223-230,共8页

坡耕地是我国西南地区最重要的土地利用类型,也是我国一项重要的国土资源。由于该地区坡耕地石漠化程度高,土壤侵蚀问题严重,致使坡耕地土壤肥力不断退化。以重庆市中梁山坡耕地样区为例,采用模糊综合指数法进行小尺度坡耕地土壤肥力评... 坡耕地是我国西南地区最重要的土地利用类型,也是我国一项重要的国土资源。由于该地区坡耕地石漠化程度高,土壤侵蚀问题严重,致使坡耕地土壤肥力不断退化。以重庆市中梁山坡耕地样区为例,采用模糊综合指数法进行小尺度坡耕地土壤肥力评价。经取样数合理性分析表明,25个样点估计研究区土壤肥力评价能够满足90%置信水平条件下,10%、15%和20%的相对误差取样数的精度要求;运用主成分分析（PCA）,通过计算变量的Norm值筛选有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氨、耕层厚度和粉黏比进入最小数据集（MDS）,并对进入MDS的肥力因子进行相关系数分析检验,表明选取的MDS能最大程度表达坡耕地土壤属性信息;利用隶属度函数实现评价指标量纲归一化并对单项肥力指标进行评价,采用加权求和模型计算土壤肥力综合指数（IFI）,结果表明,土壤有机质和全磷是影响研究区土壤肥力的限制因子,研究区80%样地肥力综合指数在0.40-0.60之间,肥力水平处于中等程度。 展开更多

关键词 坡耕地 主成分分析 最小数据集 综合肥力指数

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福建黄泥田肥力质量特征与最小数据集 被引量：8

8

作者 王飞 李清华 +1 位作者 林诚 何春梅 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期1855-1865,共11页

黄泥田为福建省主要中低产田类型之一,约占水稻土面积的30%。为解析关键限制因子及开展黄泥田肥力质量评价,进而实施针对性的改良措施,采用配对采样方法,采集福建省20对典型黄泥田与邻近同一微地貌单元内高产灰泥田表层土壤,分析了两种... 黄泥田为福建省主要中低产田类型之一,约占水稻土面积的30%。为解析关键限制因子及开展黄泥田肥力质量评价,进而实施针对性的改良措施,采用配对采样方法,采集福建省20对典型黄泥田与邻近同一微地貌单元内高产灰泥田表层土壤,分析了两种土壤类型28项属性因子指标差异及其原因,并采用主成分分析等方法构建福建省黄泥田肥力质量评价因子最小数据集,通过加权指数法分别计算最小数据集土壤肥力质量指数与差异显著因子构成的重要数据集土壤肥力质量指数。结果表明,与灰泥田相比,黄泥田的有机质含量低19.1%,全氮、全磷、全钾含量分别低14.8%、29.9%和25.4%,碱解氮、有效磷和速效钾含量分别低17.8%、56.7%和39.3%,CEC、交换性钙、交换性镁含量分别低12.9%、50.6%和30.8%,有效铁、有效硼和有效锌含量分别低25.6%、33.3%和44.1%。黄泥田的物理性黏粒、<0.001 mm黏粒和容重分别较灰泥田高20.8%、25.6%和12.3%,而孔隙度低19.3%。黄泥田过氧化氢酶活性较灰泥田高20.4%,脲酶活性较灰泥田低40.4%。用主成分分析方法从上述19项有显著差异的因子构成的重要数据集中归纳出累计贡献率达76.22%并能反映黄泥田综合肥力特征的6个主成分,建立了由CEC、全钾、有效磷、有效硼和孔隙度5项因子组成的黄泥田肥力评价最小数据集,相应的黄泥田最小数据集土壤肥力质量指数仅相当于灰泥田的69.5%,通过与重要数据集的土壤肥力质量指数相关分析比较,最小数据集可代替重要数据集对福建省黄泥田土壤肥力质量进行正确评价。 展开更多

关键词 黄泥田 土壤属性 土壤质量评价 最小数据集 土壤肥力质量指数

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北京山区不同植被恢复类型土壤质量综合评价 被引量：1

9

作者 李鹏 齐实 +8 位作者 张林 胡俊 唐颖 逯进生 王翔宇 赖金林 廖瑞恩 张岱 张岩 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期337-346,356,共11页

[目的]综合评价北京山区不同植被恢复类型土壤质量,并进一步确定影响土壤质量的关键因素,为该地区植被恢复与重建提供数据支撑。[方法]以立地条件相近的侧柏纯林、油松纯林、侧柏油松混交林、侧柏针阔混交林、油松针阔混交林、落叶阔叶... [目的]综合评价北京山区不同植被恢复类型土壤质量,并进一步确定影响土壤质量的关键因素,为该地区植被恢复与重建提供数据支撑。[方法]以立地条件相近的侧柏纯林、油松纯林、侧柏油松混交林、侧柏针阔混交林、油松针阔混交林、落叶阔叶混交林和无林地(对照)为研究对象,测定14个土壤理化指标作为土壤质量评价的总数据集(TDS),采用主成分分析法(PCA)和Pearson相关性分析建立土壤质量最小数据集(MDS),利用线性(L)和非线性(NL)2种评分方法计算土壤质量指数(SQI)和一般线性模型(GLM)确定影响土壤质量的关键因素。[结果]植被恢复后相较于无林地,土壤容重、砂粒含量下降,而有机质、全氮、全钾、速效氮、速效钾等土壤养分含量增加。筛选出的研究区土壤质量评价MDS指标为全氮、砂粒、全钾、pH、有效含水量。4种方法(SQI-LT、SQI-NLT、SQI-LM、SQI-NLM)下,不同植被恢复类型的SQI值排序均为落叶阔叶混交林>侧柏针阔混交林>油松纯林>油松针阔混交林>侧柏油松混交林>侧柏纯林>无林地,植被恢复后土壤质量显著提升。SQI-NLM的土壤质量评价方法在北京山区具有更好的适用性。相较于无林地,其他植被恢复类型的SQI-NLM分别提高64%,48%,45%,36%,33%,27%。GLM模型解释了土壤质量指数总变异的85.24%,植被类型对土壤质量指数的解释比例最大(45.09%)。[结论]选择适宜的植被恢复类型是改善区域土壤质量的关键。未来实施植被恢复时,树种选择上优先考虑阔叶树种。造林配置方式的选择应取决于树种而定,如侧柏纯林中引入本土阔叶树种形成侧柏针阔混交林或选择油松纯林是最佳造林模式。 展开更多

关键词 植被恢复 土壤质量指数(SQI) 最小数据集(mds) GLM 北京山区

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秸秆还田、覆膜和施氮对旱地麦田土壤质量的影响 被引量：1

10

作者 叶子壮 王松燕 +5 位作者 陆潇 史多鹏 吕慎强 李嘉 杨泽宇 王林权 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2292-2303,共12页

通过5 a大田定位试验研究了秸秆还田、覆膜及氮肥对旱地土壤质量的影响.以双因素裂区设计,主处理为3种栽培模式:常规栽培(CT)、秸秆还田(SR)和覆膜栽培(FM);副处理为3种施氮水平:0、144和180 kg·hm^(-2).在第5季冬小麦收获后采集耕... 通过5 a大田定位试验研究了秸秆还田、覆膜及氮肥对旱地土壤质量的影响.以双因素裂区设计,主处理为3种栽培模式:常规栽培(CT)、秸秆还田(SR)和覆膜栽培(FM);副处理为3种施氮水平:0、144和180 kg·hm^(-2).在第5季冬小麦收获后采集耕层0~20 cm土壤样品,测定容重(BD)、孔隙度(SP)、田间持水量(FC)、有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、矿质氮(NO_(3)^(-)-N+NH_(4)^(+)-N)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、蔗糖酶(SA)、碱性磷酸酶(ALP)、脲酶(UA)和脱氢酶(DHA)等土壤理化性质及生物性质等指标,基于两个最小数据集(MDS),利用线性(LT)和非线性(NLT)评分模型计算土壤质量指数(SQI),通过与冬小麦产量拟合来寻找最优SQI,据此分析土壤质量对秸秆还田、覆膜及氮肥的响应.结果表明,SR处理的SP、FC、SOC、TK、SA、ALP、DHA、MBN和MBC分别较CT显著高10.1%、40.5%、28.3%、14.3%、22.0%、8.9%、48.3%、35.9%和62.5%.FM处理的SP、FC、NO_(3)^(-)-N、AP、AK、ALP和MBN分别较CT显著高3.1%、14.6%、729.0%、37.4%、28.2%、7.2%和17.7%.SR和FM处理冬小麦产量分别较CT显著高25.1%和18.6%.与N_(0)相比,施用氮肥土壤SP、TN、NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、ALP和MBN显著增加3.4%~407.6%,BD、SOC和MBC/MBN显著下降3.0%~31.7%.在3种栽培模式下,施氮显著增加冬小麦产量,增幅为69.4%~79.1%,相同栽培模式两施氮水平间差异不显著.基于MDS2的非线性评分模型计算的SQI能够更准确地评价旱地麦田土壤质量.在NLT-SQI2中,SR、FM和氮肥均可增加土壤的SQI,在SR配施N_(180)水平下SQI达到最大,FM次之,CT最小.综上,秸秆还田和覆膜配施适量氮肥能维持和提高土壤质量,秸秆还田优于覆膜. 展开更多

关键词 秸秆还田 覆膜 氮肥 主成分分析(PCA) 最小数据集(mds) 土壤质量指数(SQI)

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低山油茶林土壤肥力质量评价最小数据集的建立 被引量：7

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作者 向武 周卫军 +2 位作者 于良艺 郭子川 李娟 《湖南农业科学》 2013年第2期44-46,共3页

调查研究了湘南低山红壤区油茶林土壤肥力质量,基于研究区采集的99个土壤样品数据,利用主成分分析法(PrincipalComponent Analysis,PCA)及相关数理统计分析法,计算了PCA中各因子的综合因子载荷(Norm值),建立了低山红壤油茶林土壤肥力质... 调查研究了湘南低山红壤区油茶林土壤肥力质量,基于研究区采集的99个土壤样品数据,利用主成分分析法(PrincipalComponent Analysis,PCA)及相关数理统计分析法,计算了PCA中各因子的综合因子载荷(Norm值),建立了低山红壤油茶林土壤肥力质量评价的最小数据集(Minimum Data Set,MDS),确定了MDS为土壤有机质、速效钾、碱解氮、全钾和有效磷。研究结果可为湘南低山红壤油茶林土壤肥力质量评价因子的选取提供依据,为油茶林土壤肥力的评价及油茶林复垦和施肥提供指导。 展开更多

关键词 主成分分析 最小数据集 油茶林 肥力质量

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应用最小数据集评价不同采伐强度天然针阔混交林的土壤质量 被引量：3

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作者 崔雪 王海燕 +2 位作者 邹佳何 杜雪 孟海 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期88-94,共7页

以长白山地区天然云冷杉阔叶混交林为研究对象,分别采集土层深(h)0<h≤20 cm、20 cm<h≤40 cm土样,测定8项土壤理化指标作为总数据集(TDS),通过主成分分析结合标准值创建最小数据集(MDS),利用全氮指标替换土壤有机质建立最小数据... 以长白山地区天然云冷杉阔叶混交林为研究对象,分别采集土层深(h)0<h≤20 cm、20 cm<h≤40 cm土样,测定8项土壤理化指标作为总数据集(TDS),通过主成分分析结合标准值创建最小数据集(MDS),利用全氮指标替换土壤有机质建立最小数据集(MDS_(TN)),评价不同采伐强度下的土壤质量。结果表明:研究区土壤呈弱酸性,有效养分水平为中等;中度采伐样地的土壤有机质显著高于轻度采伐样地(P<0.01);随着土层深度增加,土壤的有机质、全氮、全磷质量分数和含水量均显著降低,土壤密度显著增加(P<0.01)。MDS分别与TDS和MDS_(TN)的土壤质量指数线性回归的决定系数(R_(2))分别为0.8692、0.9434,说明MDS能够有效代替TDS评价土壤质量。 展开更多

关键词 云冷杉阔叶混交林 最小数据集 森林土壤质量 采伐强度

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